閩中南地區2004～2010年汛期閃電特征初探

童華君　林雄軍　韓賡

摘 要：本文選取強對流過程為2004～2010年日閃電次數超過百次以上的閃電過程，利用閃電定位資料分析閩中南部閃電特征：在觀測臺站15km范圍內，雷暴日數與云地閃年均密度相關系數最大。經統計分析，年均雷暴日數和云地閃年均密度的關系式為：NG=0.021Td1.9，通過T0.01檢驗。3～5月閃電的分布特點：具有明顯正閃活動且明顯向東平流特征的雷暴過程極有可能存在冰雹過程。閩中南地區的閃電以北向、東北向、東向、東南向和南向為主，其中以東向最多，而500Hpa和700Hpa不一定是閃電的引導層，要剔除多種天氣形勢和影響系統，才可以使用500Hpa和700Hpa作為閃電的短時預報引導層的依據。

關鍵詞：閩中南部；閃電特征；雷暴；引導氣流；初探

0 引言

隨著閩南地方經濟的發展，自然災害造成的直接或間接經濟損失絕對值呈逐年遞增的趨勢，其中由于閃電造成的雷擊死亡人數每年都不可避免，因此利用已建設的閃電定位儀研究地區閃電時空分布的特點，為科學、系統防范作指導，減少人民生命財產的損失，就顯得十分重要和緊迫。根據2004～2010年的閃電定位資料，分析閩中南部地閃與雷暴、冰雹的關系，并根據2004～2010年探空資料、地面資料初步分析閃電移動路徑特點，及與各類天氣系統的關系和可能的引導氣流層。

1 資料來源與統計學方法

1.1 資料來源

由于閃電定位資料是從04年才開始布設，本文采用資料年限為2004～2010年，雷暴日數為閩中南部各氣象臺站地面觀測資料，由福建省信息中心提供；閃電定位資料為泉州市氣象臺歷年備份積存；探空資料、云圖資料和地面資料由國家氣象局培訓中心處下載。氣候評價為福建省氣候中心每年對外發布的氣候公報及泉州市氣候公報。

1.2 統計學方法

選取閩中南部18個氣象臺站。統計各站雷暴日數和年均雷暴日數，以上述各縣的經緯度為圓心，分別統計以5、8、10、12、15、18、20、24、28、30、33、36、38、40km為半徑范圍的年云地閃次數和年均云地閃次數，各半徑范圍的年均云地閃密度（次.km-2.a-1），由年均云地閃次數與其面積之比求出。

站點均為福建省中部偏南地區。選取的強對流過程為2004～2010年日閃電次數超過百次以上的閃電過程。使用的軟件：福建省Ewips、micaps3.1.1，excel；使用的編程語言：Bulid C++。

2 特征分析

2.1 人工觀測雷暴最遠距離

閃電和雷暴是不同的天氣現象，但是兩者又有必然聯系，因此如果需要研究研究云地閃密度與雷暴日數的關系，就必須探討觀測人員所能聽見觀測站點周圍多少距離之內的雷聲，這樣才能夠分析閃電與雷暴的關系。根據公式：

采用各氣象臺站觀測的年平均雷暴日數與其對應的不同半徑范圍內年平均云地閃次數進行相關性分析，在5～40km范圍內，相關系數在0.5461～0.7196之間，這說明在一定范圍內雷暴日數和單位面積的云地閃次數密切相關。圖2可以看出5km相關系數最小，峰值出現在10～18km，最大值為15km時。

2.2 雷暴日數與地閃密度關系

通過上述研究表明，在觀測站的周圍15km范圍內的年平均云地閃次數與年平均雷暴日數的相關性最好。因此在研究雷暴日數與云地閃密度關系時，采用觀測站點15km范圍內的年平均云地閃次數。經統計計算，擬合曲線圖2所示，表達式為：NG=0.021Td1.9

2.3 閃電與冰雹的關系

2004～2010年共出現了23次較為明顯的冰雹天氣，其中發生在3～5月以外的只有4次，其余19次均發生在3～5月間，冰雹發生時出現十分明顯的閃電過程，且正閃比例很高，可達總閃數一半左右，而文獻[1]指出在除了冬季以外的季節閃電活動負閃占絕大多數。這些正閃的移動均為東北、東移或東南移，具有十分明顯的平移特征且毫無例外。而在其他情況下的對流活動均是傳播和平流的混合。因此，在3～5月閃電的分布特點：具有明顯正閃活動且明顯向東平流特征的雷暴過程極有可能存在冰雹過程[2]。

2.4 閃電移動路徑分析

2.4.1 閩中南部閃電移動方向分析

閃電作為雷暴產生的一種災害性天氣現象，也具有雷暴的移動特征，即平流和傳播的結合[3]，其移動路徑見表2。由表2可以發現，原地不動約占1/6，而閃電向東的最多，達到67次，而向西南、西和西北的次數相對較少，三者之和約為1/6。分析出現這些方向的閃電活動的影響系統可以發現其多數與臺風相對閩南的位置和臺風的移動路徑有關。因此，閩中南地區的閃電扣除原地不動，以北向、東北向、東向、東南向和南向為主，其中以東向最多。

泉州地區閃電的源地分為市外和市內，市外以江西經龍巖或三明移入泉州，而市內源地多在戴云山麓，仙游和永春交界處，以及安溪、南安和同安的交界處。

2.4.2 閃電活動的引導氣流層

雷暴和閃電的臨近監測由于雷達、閃電定位儀的大量布設已經不存在問題。但是6～12小時的短時預報的難度依然很大。而天氣學原理上指出，雷暴的引導氣流層多在500Hpa或者700Hpa。筆者通過分析2004～2010年298次過程，剔除沒有資料的2次過程，在副高控制下300Hpa以下各層均無大風（風力小于6m/s）45次過程、和臺風相對閩南所處位置和臺風路徑有關的14次過程外，發現閃電的引導氣流層除了500Hpa，700Hpa外其他層次也有可能是引導層。而作為引導層500Hpa有96次，700Hpa有46次，兩者合計約占總數的一半。而其余層次雖然沒有這兩個層次多，但合計總數也接近一半。因此不能籠統的認為分析了500Hpa和700Hpa就可以確定閃電的移動路徑和方向。

因此要正確的預報閃電的移動路徑，特別是6～12h短時預報閃電活動。首先要剔除臺風的影響，臺風的出現往往會有西北路徑和偏西路徑這類不常見的閃電活動出現；其次要剔除副高控制下，特別是在副高內部，500Hpa高度場達到590位勢十米上下的各層風場都很弱的情況下原地不動的閃電。第三，在副高邊緣500Hpa和700Hpa 很少作為引導氣流層，本文中的副高邊緣不特指584到588位勢10m的區間，指的是在588位勢十米特征線邊緣即為副高邊緣。第四：當出現超低空急流時，850Hpa和925Hpa作為引導層的可能性很大，但不排除由于傳播的影響，出現與引導氣流反向的閃電移動，2004年5月1日的過程就是一個例子，即各層均為偏北氣流，而閃電卻向南傳播。

3 結論

（1）在觀測臺站10～18km范圍內，特別是15km，雷暴日數與云地閃年均密度相關系數最大。

（2）經統計分析，年均雷暴日數和云地閃年均密度的關系式為：NG=0.021Td1.9，通過T0.01檢驗。

（3）在3～5月根據閃電的分布特點：具有明顯正閃活動且明顯向東（可以是東北，可以東南，也可以偏東移動）平流特征的雷暴過程極有可能存在冰雹過程。

（4）閩中南地區的閃電以北向、東北向、東向、東南向和南向為主，其中以東向最多。

（5）500Hpa和700Hpa不一定是閃電的引導層，要剔除多種天氣形勢和影響系統，才可以使用500Hpa和700Hpa作為閃電的短時預報引導層的依據。

參考文獻

[1]苗愛梅，賈利冬，吳蓁，等.070729特大暴雨的地閃特征與降水相關分析[J].氣象，2008，34（6）：74-81.

[2]周筠君，郗秀書，王懷斌，等.利用對地閃的觀測估算對流性天氣中的降水[J].高原氣象，2003，22（2）：168-172.

[3]朱乾根.天氣學原理（第四版）[M].北京：氣象出版社，2010：201-203.

（作者單位：福建省泉州市氣象局）